2020年高中物理 第十三章 光 第2節(jié) 全反射課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4

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1、第2節(jié) 全反射A組：合格性水平訓練1(光密介質與光疏介質)(多選)下列說法正確的是()A因為水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介質B因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對酒精來說是光疏介質C同一束光，在光密介質中的傳播速度較大D同一束光，在光密介質中的傳播速度較小答案BD解析因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對酒精來說是光疏介質，A錯誤，B正確；由v可知，同一束光在光密介質中的傳播速度較小，故C錯誤，D正確。2(全反射的條件)(多選)關于全反射，下列說法中正確的是()A發(fā)生全反射時，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認為不存在折射光線而只有反射光線B光從光密介質射向光疏介質時，

2、一定會發(fā)生全反射現象C光從光疏介質射向光密介質時，不可能發(fā)生全反射現象D水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面處發(fā)生了全反射答案CD解析全反射發(fā)生的條件是光從光密介質射向光疏介質，且入射角大于或等于臨界角，發(fā)生全反射時全部光線均不進入光疏介質，故A、B錯誤，C正確；當光線經由水或玻璃射向氣泡時，由于水和玻璃的折射率均大于空氣的折射率，部分光線在界面處發(fā)生全反射，所以氣泡會顯得特別亮，D正確。3(臨界角)光在某種介質中傳播時的速度為1.5108 m/s，那么，光從此種介質射向空氣并發(fā)生全反射的臨界角應為()A60 B45 C30 D75答案C解析根據n，sinC，得

3、sinC，解得C30，C正確。4(全反射的應用)如圖所示，自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強光照到尾燈后，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車。下面說法中正確的是()A汽車燈光應從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射B汽車燈光應從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射C汽車燈光應從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射D汽車燈光應從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射答案C解析汽車燈光應從右面射向自行車尾燈，光在尾燈內部左表面發(fā)生全反射，使自行車后面的汽車司機發(fā)現前面有自行車，避免事故的發(fā)生，A、B、D錯誤，C正確。5(全反射的應

4、用)光導纖維的結構如圖所示，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播。以下關于光導纖維的說法正確的是()A內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射B內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射C內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生折射D內芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用答案A解析光導纖維是利用光從光密介質(內芯)射入光疏介質(外套)時發(fā)生全反射的現象來傳遞信息的，B、C、D錯誤，A正確。6(全反射的計算)為測量一塊等腰直角三棱鏡ABC的折射率，用一束光沿平行于BC邊的方向射向AB邊，如圖所示。光束進入棱鏡后射到AC

5、邊時，剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡的折射率為()A. B. C. D.答案D解析作出光路圖，如圖所示，根據題意和幾何關系可知，i45，n，sinC，r90C，聯立以上各式，可得n，A、B、C錯誤，D正確。7(全反射的計算)如圖所示，一束光從空氣中垂直入射到折射率為的直角三棱鏡。求從棱鏡第一次射出的光線與原入射方向的偏轉角度。答案30解析如圖所示，光線射到斜邊時，i60設全反射的臨界角為C，因為：sinC，sini，可得sinisinC，即iC，故光射到斜邊上時發(fā)生全發(fā)射。由幾何關系知，光反射到另一直角邊時的入射角：i30設光從另一直角邊射出時的折射角為r，則由折射率的定義有，得：r60所以從棱鏡第

6、一次射出的光線與原入射方向的偏轉角為：906030。8(色光的全反射)半徑為R的固定半圓柱形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點為圓心，OO為直徑MN的垂線，足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側且與MN垂直。一束復色光沿半徑方向與OO成30角射向O點，已知復色光包含折射率從n1到n2的光束，因而光屏上出現了彩色光帶。(1)求彩色光帶的寬度；(2)當復色光入射角逐漸增大時，光屏上的彩色光帶將變成一個光點，求角至少為多少時會出現這種現象。答案(1)R(2)45解析(1)由折射定律得n1，n2，代入數據，解得145，260。故彩色光帶的寬度為Rtan45Rtan30R。(2)當所有光線均發(fā)生全反射時，光屏上的

7、光帶消失，反射光束將在PN上形成一個光點。當折射率為n1的單色光在玻璃表面上恰好發(fā)生全反射時，對應的值最小，因為sinC1，所以C145，故的最小值minC145。B組：等級性水平訓練9(全反射的計算)在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐的軸(右圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為()Ar B1.5r C2r D2.5r答案C解析因為n1.5，根據sinC可知臨界角C60。由題意光束第一次射到圓錐側面上的入射角為60，大

8、于臨界角，所以光路如圖所示，左側光線在圓錐面A點發(fā)生全反射，在OAB中，r，AOB60，利用幾何關系可求得r，在ABC中，ACB30，利用幾何關系可求得3r，由此可知光束在桌面上形成的光斑半徑為R2r，C正確。10(光的折射與全反射綜合)(多選)如圖所示是一玻璃球體，其半徑為R，O為球心，AB為水平直徑。M點是玻璃球的最高點，來自B點的光線BD從D點射出，出射光線平行于AB，已知ABD30，光在真空中的傳播速度為c，則()A此玻璃的折射率為B光線從B到D需用時C若增大ABD，光線不可能在DM段發(fā)生全反射現象D若減小ABD，從AD段射出的光線均平行于AB答案AB解析由題圖可知光線在D點的入射角為

9、i30，折射角為r60，由折射率的定義得n，故n，A正確；光線在玻璃球中的傳播速度為vc，由題圖知BDR，所以光線從B到D需用時t，B正確；若增大ABD，入射角增大，當光線射向DM段時，射向M點時入射角最大，為45，而臨界角滿足sinCsin45，即CC。光線在透明磚內會發(fā)生兩次全反射，最后由G點射出，如圖乙所示。由反射定律和幾何關系得：OGOC10 cm，即光線從透明磚射出點的位置在O點右側距離O點為10 cm處。12(光的折射與全反射的綜合應用)一厚度均勻的圓形玻璃管內徑為16 cm，外徑為24 cm。一條光線從玻璃管壁中點入射，光線AB與豎直方向成60角，與直徑MN在同一豎直面內，如圖所

10、示。該玻璃的折射率為，真空中光速c3.0108 m/s。(1)光線經玻璃管內壁折射后從另一側內壁下端射出玻璃管，求玻璃管的長度；(2)保持入射點不動，調整入射角。求光線AB在玻璃管內壁處恰好發(fā)生全反射時，光線在玻璃中傳播的時間。(以上結果均保留兩位有效數字)答案(1)0.30 m(2)1.5109 s解析(1)光在兩個界面的入射角和折射角分別是1和2、3和4，如圖1所示，其中160，根據折射定律得：n解得：245n由幾何知識有：2390聯立解得：460玻璃管的長度為：LD1tan4(216) cm0.30 m。(2)作光路圖如圖2所示，當光線AB在管內壁處恰發(fā)生全反射時，光線在玻璃管中通過的路程為x另有：sinC，v，xvt則光線在玻璃中傳播的時間為：t(18)1010 s1.5109 s。- 8 -